我国废弃建筑资源的再利用

2014-12-16 06:37王树谷
资源再生 2014年9期
关键词:瓷砖废弃物骨料

文/ 王树谷

随着我国工业化、城市化进程的加速,加上政府缺乏对企业产生大量废弃物的有力约束机制,致使我国城市新建、扩建拆迁或维修施工中产生的废弃建筑资源量增长迅速,已经成为城市固体废弃物的主要组成部分。近10年来,建筑废弃物产量的增长已远远高于城市人口的增长速度,仅城市拆除旧房新建住宅每年产生的建筑废弃物高达3 亿立方米。数据显示,砖混结构、全现浇结构和框架结构等建筑,每1万平方米建筑施工过程中将产生500~600 吨建筑废弃物,每拆除旧楼1万平方米就产生近万吨建筑废弃物。如此巨大的建筑废弃物产出量和砂石骨料的需求量,必然导致大量建筑废弃物的堆放和开山采石,最终结果会导致生态环境的严重破坏。我国建筑废弃物的数量已占到城市固体废弃物总量的30%~40%。近几年,各省市建筑废弃物的处理方式除了自发的建设工程回填利用和填海、填洼地、堆山造景外,以混凝土块、碎砖块、砂浆块为主的绝大部分废弃物未经任何处理便直接露天堆放或运往填埋场填埋。

城市的建筑废弃物可以充分回收再利用,可以经过加工处理重新“变”为新型的节能型建筑材料。废弃建筑资源除了几种主要成分单独使用外,还可混合使用,不需要经过复杂的分拣程序,直接使用更为方便。一是用作渣土桩填料具有足够的强度和耐久性,置于地基中,可不受外界影响,不会产生风化变为酥松体,能够长久地起到骨料的作用。二是用作夯扩桩填料制作成的夯扩桩具有桩基的承载特性,结构形式简单,竖向承载力高,施工工艺简单,无需场地降水,且可消纳大量的建筑废弃物、保护环境的优点。

回收的建筑废弃物经过拆解、粉碎工序后,再加入特种材料生产出来的建筑砖料克服再生骨料本身的不足后,无论在硬度、韧性、重量等方面都有明显的优势。建筑废弃物主要的再生利用途径就是作为制砖或混凝土原料。除此之外,还有其他用途,同样可以达到异曲同工之妙。

一、堆山造景

天津市利用500万立方米建筑废弃物“堆山造景”,在天津市区西南部堆造天津最大规模的人造山。整个堆山造景绿化工程占地将近40万平方米,其中包括8.5万平方米水面。人造山主峰高50 米,山体底座面积达7.5万平方米。这不仅为华北平原东北部、天津市区内少山的地貌增添了山林休闲场所,更为各地市政部门处理日益增多的城市建筑废弃物提供了借鉴。北京的园博园也是利用生活废弃物消纳场建成的,当然里面也少不了建筑废弃物。

二、填海造田

填海造地是很多沿海国家和地区为扩大沿海陆地面积所采取的措施,如日本的东京港,迪拜棕榈树状人工岛,香港的启德机场、维多利亚港、迪士尼乐园等。2012年广东省台山市广海湾工业园区作为首个香港惰性拆建物料在内地海域的处置试点区,利用香港惰性拆建物料填海造田,2015年将填出5 平方公里土地。我国拟利用南沙长宽三、五千米的适当浅水岛礁,运送大量的废弃建筑资源填满后覆盖泥土,填海造岛。2013年初,宁波市鄞州区舟山金塘围垦区首座建筑废弃物码头在奉化江畔启用,每天可吸纳建筑渣土接近2万吨,每年吸纳建筑渣土3000万吨,进行围海造田。

三、填平洼地

利用废弃建筑资源填平洼地,尤其是那些自然的洼地是的道路平整、土地平整,便于行走、便于耕种,方便生产、方便生活。今年5月,湖北省武汉市最大建筑废弃物消纳场投入使用,总消纳量数为100万立方米。这个消纳场原来是一个工地洼地,需消纳大量土方进行回填才能平整。经协调,这个工地成为建筑废弃物消纳场,不仅工地购买渣土成本大大降低,也缓解了城市建筑废弃物无处消纳的矛盾。鉴于此,洪山区城管委又在征集新的建筑废弃物消纳场,要求具有自然低洼地势的山坳、沟壑、采石场废坑等。

四、生产砖块

生产环保型砖块与实心黏土砖相比,生产1.5 亿块标准砖,使用建筑废弃物制造,可以减少取土24万立方米,节约耕地约180 亩;可以消纳建筑废弃物40 多万吨,节约堆放占地160 亩,两项合计可节约土地340 亩。此外,在制砖过程中,还可消纳粉煤灰4万吨,节约标准煤1.5万吨,减少烧砖时排放的二氧化硫360 吨。

南京工业大学用建筑废弃物制备环保免烧免蒸标准砖,各项性能均满足国家产品质量要求,除了100%利用建筑废弃物外,制砖成本仅为每块0.18 元,而目前砖的市场售价为每块0.35 元,环保免烧免蒸标准砖的生产成本仅为市场售价的一半。

五、再生骨料

建筑废弃物中的废混凝土块、废砖石、砂浆、渣土经破碎筛分和粉磨等一定的工序后都是作为再生骨料的材料来源。

我国对再生骨料混凝土的开发研究晚于发达国家,中国数十家大学和研究机构开展了再生混凝土的研究,经过多年的系统研究,已形成成套技术,就是将解体混凝土和废弃砖瓦进行再生资源化处理后,作为混凝土骨料、轻骨料,生产普通混凝土,这种再生混凝土强度非常高。

六、人工鱼礁

人工鱼礁一般有较明显的集鱼效果,可以使鱼类滞留于礁区的时间延长,渔场扩大,并使鱼类得到增殖。利用废弃建筑资源生产人工鱼礁沉入海底,形成人为在海中设置的构造物,改善海域生态环境,营造海洋生物栖息的良好环境,利用其聚集鱼群的能力,为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所,达到保护、增殖和提高渔业资源的目的。

七、作夯扩桩

利用平房改造下拆来的碎砖烂瓦、废钢渣、矿渣砖、碎石、石子等建筑废弃物材料为填料,采用特殊工艺和专利施工机具,形成夯扩超短异型桩,是针对软弱地基和松散地基的一种地基加固处理新技术。

需要说明的是,在作为再生混凝土骨料时,由于再生骨料组份中含有相当数量的水泥砂浆,致使再生骨料孔隙率高、吸水性大、强度低。与天然岩石骨料相比,这些都将导致所配混凝土拌合物流动性差,混凝土收缩值、徐变值增大,抗压强度偏低,导致再生骨料混凝土与天然骨料混凝土特性相差较大。用再生骨料制造新型建材制品必须要有合适的性能指标、施工规范等,才能做到既满足建筑施工要求,又能有效地推广新型建材制品。武汉理工大学与武汉城市环境工程有限公司通过技术合作与攻关,在上述技术领域获得一定突破。

八、特殊油墨

今年8月21日,十幢3 维打印建筑在上海张江高新青浦园区内正式交付使用,作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”出来的建筑墙体是用废弃建筑资源制成的特殊“油墨”,按照电脑设计的图纸和方案,经一台大型的三维打印机层层叠加喷绘而成,十幢小屋的建筑过程仅花费24 小时。

用三维打印机造房,是世界各国建筑师的梦想。此前,俄罗斯曾发布一幢三维打印建筑,他们的原理是打印一个个像乐高积木一样的配件,然后通过组装做成建筑的墙体;荷兰打印了一个景观房建筑叫莫比乌斯环,是通过用沙子和黏合剂的方式打印若干个模块进行组装,最终也没有打印出完整的房子。而我们的这台打印机,就可以就地取材,制造打印“油墨”,打出整栋房子。

这种全新的建筑方式,是对传统建筑模式的颠覆。它的最大的亮点,就是把废弃建筑资源再利用,同时让新建建筑不再产出新的建筑废弃物。建筑过程中大大降低扬尘和污染,建筑工地不会再是一片狼藉,城市空气质量也会得到改善。

九、外墙砌块

重庆希元盛节能科技有限公司等企业利用废弃建筑资源生产出加气泡沫混凝土砌块,作为外墙保温材料,不仅节省了我国短缺的石油资源,减少了废弃建筑资源的排放。由于是无机材料制成的,本身就不可燃,既不用添加阻燃剂,更不会产生毒气。目前这种运用自主配方的产品,已经成功的攻克了轻质与抗压、抗折强度低的矛盾,以及吸水率高和易开裂等一系列世界难题,且价格低便于市场推广,是取代聚苯乙烯外墙保温板材的好材料,更是把夺命建材逐出市场的利器。

利用废弃建筑资源生产泡沫混凝土在世界上还没有见到报道,我国在这方面走在了世界的前面。用废弃建筑资源再生骨料制造的泡沫混凝土砌块以完全代替石化产品的建筑材料,起到隔热和保温的作用,这种泡沫混凝土砌块比水轻、可以屏蔽辐射、每平方厘米承压在0.4 兆帕,它的成本低、附加值高、利润空间大。如果使用尾矿、粉煤灰,那么它的强度会更高。只是宣传、报道的还不够广泛,了解的人不多;生产的企业少,大面积推广仍需时日。

十、铺成路面

利用建筑废弃瓷砖、破碎瓷砖和水泥一起铺成路面,一般用在居住小区里面或者公园的人行道,比单纯混凝土的美观、施工量小、成本低、雨雪天积水少。这种路面采用的瓷砖颜色多为深色的,比如棕色、黑色、灰色的,没有用白色的。换句话说,用来铺路的碎瓷砖,应该是外墙瓷砖,而不是卫生间、厨房的室内瓷砖。缺点是这种路面的瓷砖部分雨雪天湿滑,行走时应该注意;同时这种利用对于废弃建筑资源来说,只是小量利用。

十一、用作装饰

利用废弃建筑资源里的废弃碎瓷砖以及房屋装修后的碎地砖和碎瓷砖组合在一起,开动脑筋,小到茶盘设计、点缀家居用品,大到墙面装饰都能够显示出一种高尚风格和高贵的气质。这样自己动手制作的茶盘绝不是超市里几块钱就能买到的便宜货。这样铺成的地面、粘贴的壁画更能显出主人独具匠心的艺术风范。

任何建筑都有一定的使用年限,随着时间的推移,所有建筑物最终都会变成建筑废弃物。可是,建筑废弃物仅仅相对于当时的科学水平和经济条件而言,随着时间的推移和科学技术的进步,除少量有毒有害成分外,所有的建筑废弃物都可能转化为有用资源。不是、也不应该是永远的废弃物,更不具有持久危害性。在这里,我引用一句马克思的话:在科学的道路上没有平坦的大路可走,只有在崎岖小路的攀登上不畏劳苦的人,才有希望到达光辉的顶点。

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